(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ピッチ方向におけるハンドル部の角速度の増加に応じて判定閾値が低減される条件にて、倒立二輪型車両の移動速度が前記判定閾値以上であるか否かを判定する判定手段と、
当該判定手段による判定結果に応じて、当該倒立二輪型車両の搭乗者に対して前記ハンドル部の急操作の是正を促すべく作動する報知手段と、
を備える倒立二輪型車両。
【請求項２】
当該倒立二輪型車両は、前記ハンドル部の急操作に起因して、当該倒立二輪型車両の移動速度が時間軸に沿ってオーバーシュートした態様にて変化するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の倒立二輪型車両。
【請求項３】
前記判定手段は、前記判定閾値に対する当該倒立二輪型車両の移動速度の乖離の程度を評価し、当該評価結果に応じて異なる態様にて作動することを前記報知手段に対して指示することを特徴とする請求項１又は２に記載の倒立二輪型車両。
【請求項４】
前記判定手段は、ピッチ方向における前記ハンドル部の前記角速度が所定閾値以上となったとき、前記報知手段に対して作動を指令することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の倒立二輪型車両。
【請求項５】
前記判定手段は、ピッチ方向における前記ハンドル部の前記角速度が所定閾値以上となったとき、前記報知手段に対して作動を指令する、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の倒立二輪型車両であって、
前記所定閾値は、当該倒立二輪型車両の移動速度の増加に応じて減少する。
【請求項６】
当該倒立二輪型車両は、前記搭乗者による前記ハンドル部の操作に応じた指令速度と当該倒立二輪型車両の現在速度とに応じて、次時点における速度が調整されるように構成されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の倒立二輪型車両。
【請求項７】
前記報知手段は、少なくとも音、光、及び振動のいずれか一つを報知媒体としていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の倒立二輪型車両。
【請求項８】
ピッチ方向におけるハンドル部の角速度の増加に応じて判定閾値が低減される条件にて、倒立二輪型車両の移動速度が前記判定閾値以上であるか否かを判定し、
当該判定結果に応じて、当該倒立二輪型車両の搭乗者に対して前記ハンドル部の急操作の是正を促すべく報知動作する、
倒立二輪型車両の動作方法。
【請求項９】
倒立二輪型車両に組み込まれるコンピュータの動作を規定するプログラムであって、
ピッチ方向におけるハンドル部の角速度の増加に応じて判定閾値が低減される条件にて、倒立二輪型車両の移動速度が前記判定閾値以上であるか否かをコンピュータに判定させ、
当該判定結果に応じて、報知手段に対する作動指令をコンピュータに生成させる、プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、倒立二輪型車両、その動作方法、及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、移動性能が高く、かつコンパクトサイズである倒立二輪型車両が注目を集めている。倒立二輪型車両は、２つの車輪を個別に駆動制御することにより、搭乗者の重心移動等に応じて任意の方向へ移動することができるユニークな車両である。
【０００３】
特許文献１には、同文献の要約に記載されているように、搭乗者がより適切に移動速度を認識できる走行装置が開示されている。例えば、同文献の段落００４９には、周期算出部により算出された移動速度と、周期マップと、に基づいて、その移動速度に応じた周期を算出することが説明されている。また、同段落には、ライト装置、音出力装置等は、算出された周期で、光、音等を発生させる点が開示されている。これにより、搭乗者は、より適切に走行装置の移動速度を認識することができる点が説明されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−９５１２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、他の車両と同様、倒立二輪型車両においては、搭乗者により装置に入力される操作指示は、時間的に遅延して装置側にて処理される。従って、倒立二輪型車両は、このタイムラグが実用上の問題とならない程度にまでチューニングされていることが一般的である。しかしながら、本願発明者らの検討の結果、短時間に大きな速度変更を指示する場合、倒立二輪型車両の快適な乗車が劣化してしまう場合があることが明らかになった。具体的には、倒立二輪型車両の速度がオーバーシュートしたような態様にて変化してしまう場合があることが明らかになった。
【０００６】
上述の説明から明らかなように、倒立二輪型車両の動作特性を踏まえて、倒立二輪型車両のより快適な乗車を提供することが望まれている。なお、倒立二輪型車両の速度がオーバーシュートする態様にて変化することは、倒立二輪型車両の快適な乗車を損ねる一例として把握されるべきものであり、これを根拠として、本願発明の技術的範囲を狭く解釈することは許されない。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る倒立二輪型車両は、ピッチ方向におけるハンドル部の角速度の増加に応じて判定閾値が低減される条件にて、倒立二輪型車両の移動速度が前記判定閾値以上であるか否かを判定する判定手段と、当該判定手段による判定結果に応じて、当該倒立二輪型車両の搭乗者に対して前記ハンドル部の急操作の是正を促すべく作動する報知手段と、を備える。
【０００８】
当該倒立二輪型車両は、前記ハンドル部の急操作に起因して、当該倒立二輪型車両の移動速度が時間軸に沿ってオーバーシュートした態様にて変化するように構成されている、と良い。
【０００９】
前記判定手段は、前記判定閾値に対する当該倒立二輪型車両の移動速度の乖離の程度を評価し、当該評価結果に応じて異なる態様にて作動することを前記報知手段に対して指示する、と良い。
【００１０】
前記判定手段は、ピッチ方向における前記ハンドル部の前記角速度が所定閾値以上となったとき、前記報知手段に対して作動を指令する、と良い。
【００１１】
前記判定手段は、ピッチ方向における前記ハンドル部の前記角速度が所定閾値以上となったとき、前記報知手段に対して作動を指令する、上記いずれかに記載の倒立二輪型車両であって、前記閾値は、当該倒立二輪型車両の移動速度の増加に応じて減少する、と良い。
【００１２】
当該倒立二輪型車両は、前記搭乗者による前記ハンドル部の操作に応じた指令速度と当該倒立二輪型車両の現在速度とに応じて、次時点における速度が調整されるように構成されている、と良い。
【００１３】
前記報知手段は、少なくとも音、光、及び振動のいずれか一つを報知媒体としている、と良い。
【００１４】
本発明に係る倒立二輪型車両の動作方法は、ピッチ方向におけるハンドル部の角速度の増加に応じて判定閾値が低減される条件にて、倒立二輪型車両の移動速度が前記判定閾値以上であるか否かを判定し、当該判定結果に応じて、当該倒立二輪型車両の搭乗者に対して前記ハンドル部の急操作の是正を促すべく報知動作する。
【００１５】
本発明に係るプログラムは、倒立二輪型車両に組み込まれるコンピュータの動作を規定するプログラムであって、ピッチ方向におけるハンドル部の角速度の増加に応じて判定閾値が低減される条件にて、倒立二輪型車両の移動速度が前記判定閾値以上であるか否かをコンピュータに判定させ、当該判定結果に応じて、報知手段に対する作動指令をコンピュータに生成させる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、搭乗者によるハンドル部の急操作に応じて倒立二輪型車両の乗り心地が劣化することの回避を搭乗者に促すことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】実施の形態１にかかる倒立二輪型車両の正面図である。
【図２】実施の形態１にかかる倒立二輪型車両の側面図である。
【図３】実施の形態１にかかる倒立二輪型車両の乗車状態を示す模式図である。
【図４】実施の形態１にかかる時間軸に沿ったピッチ角と速度との関係を示すグラフである。
【図５】実施の形態１にかかるオーバーシュートが生じた速度軌跡を示すグラフである。
【図６】実施の形態１にかかる速度規制と倒立二輪型車両の走行状態との関係を説明するための模式図である。
【図７】実施の形態１にかかる倒立二輪型車両に組み込まれる駆動制御装置の概略的な構成を示すブロック図である。
【図８】実施の形態１にかかる判定制御の態様を示す概略的なブロック図である。
【図９】実施の形態１にかかるピッチ角速度と制限値との関係（制限値の算出方法）を示すグラフである。
【図１０】実施の形態１にかかる倒立二輪型車両の動作を示すフローチャートである。
【図１１】実施の形態１にかかる速度制御の態様を示すブロック図である。
【図１２】実施の形態２にかかる報知部の関連の構成を示すブロック図である。
【図１３】実施の形態２にかかる制限値と現在速度との乖離の程度を示すグラフである。
【図１４】実施の形態２にかかる超過量と音量との関係を示すグラフである。
【図１５】実施の形態２にかかる制限値と現在速度との乖離の程度を場合分けした状態を示すグラフである。
【図１６】実施の形態２にかかる報知態様の調整態様を示す表である。
【図１７】実施の形態３にかかるピッチ角速度と制限値との関係を示すグラフである。
【図１８】実施の形態３にかかる速度とピッチ角速度から求まる制限値との関係を示すグラフである。
【図１９】実施の形態３にかかる報知制御の態様を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
実施の形態１
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。本実施形態に係る倒立二輪型車両１００（図１及び図２参照）は、ピッチ方向（図２に示すｚ軸に沿う方向）におけるハンドル部４５のピッチ角速度の増加に応じて制限値（判定閾値）が低減される条件にて（図９参照）、倒立二輪型車両１００の移動速度が制限値以上であるか否かを判定し（図１０のステップＳ１０４参照）、当該判定結果に応じて、倒立二輪型車両１００の搭乗者に対してハンドル部４５の急操作の是正を促すべく報知動作する（図１０のステップＳ１０５参照）。端的には、図９に模式的に示すように、ピッチ角速度の増加に応じて制限値が減少する条件にて、倒立二輪型車両１００は、現在速度が制限値以上か否かを判定する。倒立二輪型車両１００は、この判定結果に応じて、例えば、アラーム音を鳴らす。これにより、搭乗者に対して、ハンドル部４５の急操作の是正を促すことができる。搭乗者によるハンドル部の急操作に起因して倒立二輪型車両が不自然に走行することの回避を搭乗者に促し、これにより、搭乗者に対して倒立二輪型車両のより快適な乗車を提供することが可能となる。
【００１９】
以下、図面を参照して更に説明する。なお、後述の説明は、あくまで具体例に留まり、この説明を理由として本願発明を限定解釈することは許されない。図１は、倒立二輪型車両の正面図である。図２は、倒立二輪型車両の側面図である。図３は、倒立二輪型車両の乗車状態を示す模式図である。図４は、時間軸に沿ったピッチ角と速度との関係を示すグラフである。図５は、オーバーシュートが生じた速度軌跡を示すグラフである。図６は、速度規制と倒立二輪型車両の走行状態との関係を説明するための模式図である。図７は、倒立二輪型車両に組み込まれる駆動制御装置の概略的な構成を示すブロック図である。図８は、判定制御の態様を示す概略的なブロック図である。図９は、ピッチ角速度と制限値との関係（制限値の算出方法）を示すグラフである。図１０は、倒立二輪型車両の動作を示すフローチャートである。図１１は、速度制御の態様を示すブロック図である。
【００２０】
図１及び図２に模式的に示すように、倒立二輪型車両１００（以下、単に車両１００と呼ぶ場合がある）は、ベースユニット１０、ハンドル部４５、及びグリップ部４６を有する。ベースユニット１０は、一組の車輪１１、１２、一組のフットプレート１３、１４、及び格納部１５を有する。車輪１１と車輪１２は、格納部１５を挟んで対向配置されている。フットプレート１３とフットプレート１４は、格納部１５を挟んで対向配置されている。
【００２１】
搭乗者は、フットプレート１３、１４上に自身の各足を載せた状態で、グリップ部４６を両手で把持し、ベースユニット１０上で自身の重心を移動する。搭乗者が自身の重心を移動する過程で、ハンドル部４５の姿勢は変化する。ハンドル部４５の姿勢変化を介して、車両１００に対して指令（操作指令、操舵指令、操縦指令）が入力される。
【００２２】
なお、ハンドル部４５の姿勢変化は、例えば、ハンドル部４５に組み込まれた加速度センサ、角速度センサ（ジャイロセンサ）等のセンシング手段により検知される。ロータリー型又はリニア型のポテンションメーターを活用してハンドル部４５の姿勢変化を検出しても良い。この他、光学的／磁気的な手法を活用してハンドル部４５の姿勢変化を検出しても良い。何らかの方法でセンシングされたハンドル部４５の姿勢情報は、車両１００に内蔵されたコンピュータ（コントローラ／制御装置／制御部）へ供給されて演算処理され、速度指令が生成される。
【００２３】
図１に示すように、ハンドル部４５は、円柱状部材である。例えば、ハンドル部４５の下端は、ベースユニット１０内の保持部品により保持されている。ハンドル部４５は、自身の下端を回転中心として、任意の方向（前後／左右／前斜め右／前斜め左／後斜め右／後斜め左方向）へ傾斜調整可能となっている。ベースユニット１０から見てハンドル部４５が所定方向に傾斜した状態をハンドル部４５が"寝た状態"と呼ぶ場合もある。ベースユニット１０から見てハンドル部４５が垂直に起立した状態をハンドル部４５が"起立した状態"と呼ぶ場合もある。
【００２４】
なお、図１及び図２に示したｙ軸は、鉛直方向に一致する。ｘ軸は、鉛直方向に対して垂直な軸線である。車両１００が配置されている基準面（接地面）は、ｘ軸方向を含む平面である。ｚ軸は、車両１００の直進方向に一致する。
【００２５】
グリップ部４６は、搭乗者により把持される部分であり、ハンドル部４５の上端に固定されている。図１に示すように、グリップ部４６は、２つの環状部４６ａ、４６ｂが連結したように構成されている。環状部４６ａは、ハンドル部４５の上端に固定され、略３角形状に構成されている。環状部４６ｂは、環状部４６ａの一辺に対して連結し、略矩形状に構成されている。環状部４６ｂは、前方へ寝た姿勢となるように環状部４６ａに対して配置されている。これにより、搭乗者によるグリップ部４６の把持態様の自由度を高めること等ができる。
【００２６】
図１及び図２に示すベースユニット１０は、車両１００の本体部分であり、搭乗者によるハンドル部４５の操作に応じて、車輪１１、１２を個別駆動する。ベースユニット１０内には、ＣＰＵ(Central Processing Unit)、メモリ、マザーボード、各種センサ（加速度センサ、角加速度センサ、ジャイロセンサ、ロータリーエンコーダ等）、機械部品（平行リンク機構２０、バネ、シャフト、連結部材等）等が収容される。
【００２７】
フットプレート１３は、搭乗者の左足が載せられる。フットプレート１４は、搭乗者の右足が載せられる。フットプレート１３は、搭乗者の足が実際に載置される平坦部、湾曲部、及びカバー部が連続した形状となっている。平坦部と湾曲部が連続した部分は、略Ｕ字状となっている。カバー部は、車輪１１のホイールを覆うように配置されている。カバー部を設けることにより、車輪１１のホイールを汚れ等から保護することができる。フットプレート１４は、フットプレート１３と同様、平坦部、湾曲部、及びカバー部を有する。フットプレート１４の構成は、フットプレート１３の構成と略同様であり、重複説明は省略する。なお、格納部１５内には、ＣＰＵ、メモリ等により構成されたコンピュータが内蔵されている。
【００２８】
図１に示すように、ベースユニット１０には、平行リンク機構２０が組み込まれている。平行リンク機構２０は、リンク２１、リンク２２、リンク２３、リンク２４により構成されている。リンク２１とリンク２２は、ｘ軸方向（横方向）を長手方向とするリンクであり、互いに平行配置されている。リンク２３とリンク２４は、ｙ軸方向（高さ方向）に沿って延在するリンクであり、互いに平行配置されている。平行リンク機構２０は、周知のように、リンク２１とリンク２２間の平行及びリンク２３とリンク２４間の平行配置状態を保持しながら姿勢変化（変形）する。
【００２９】
平行リンク機構２０は、ハンドル部４５の姿勢変化に同調して姿勢変化する。一組の車輪１１、１２は、ハンドル部４５／平行リンク機構２０の姿勢変化に同調して姿勢変化する。このように構成することによって、車両１００が平坦面を移動する際、車両１００に搭乗している搭乗者が感じる車両操縦感覚を高めることができる。これにより、車両１００を操縦する搭乗者に対して、走る楽しさ／走る喜びを提供することができる。なお、平行リンク機構２０とハンドル部４５とは、例えば、機械的に固定／接続等されている。平行リンク機構２０と一組の車輪１１、１２とは、機械的に固定／接続等されている。
【００３０】
ハンドル部４５は、上述のように搭乗者によって任意の方向へ倒されて傾く。ベースユニット１０内には、このように任意に姿勢変化されるハンドル部４５を初期姿勢へ復帰させるための復帰機構が組み込まれている。一方側に配置される復帰機構は、バネ５６を含んで構成される。他方側に配置される復帰機構は、バネ６６を含んで構成される。
【００３１】
バネ６６は、ｘ軸方向を長手方向とする。バネ６６は、保持部材と保持部材との間に挟まれている。バネ６６の変形方向をｘ軸方向に規制するためのシャフトも設けても良い。シャフトは、例えば、螺旋状に巻かれたバネ６６の内部空間に配置される。バネ６６の一端は、リンク２１に固定され、バネ６６の他端は、リンク２２に対して固定される。これにより、平行リンク機構２０とバネ６６が機械的に接続された状態となり、バネ６６を活用して平行リンク機構２０の姿勢を初期姿勢に保つ力を生じさせることができる。なお、バネ６６も、バネ５６と同様に、平行リンク機構２０に対して固定されているものとする。
【００３２】
図３に模式的に示すように、車両１００に乗車した状態の搭乗者の重心をｘｙｚ座標の原点にて模式的に示すことができる（なお、図３に示す座標系は、図１及び図２に示した座標系とは異なる）。搭乗者は、自身の重心をｘ軸に沿って前方向に移動する。これに応じて、ハンドル部４５は、前方に倒れることになり、車両１００は、前進を指示する指令を生成することになる。搭乗者は、自身の重心をｙ軸に沿って左方向に移動する。これに応じて、ハンドル部４５は、左方に倒れることになり、車両１００は、左旋回を指示する指令を生成することになる。後方、右旋回の場合も同様に考えることができる。
【００３３】
図４乃至図６を参照して、車両１００の特性について説明する。図４に示すように、ハンドル部４５のピッチ角がゆっくりと変化するとき、車両１００の速度は、緩慢に上昇し、その後、円滑に目標速度に至る。他方、図４に示すように、ハンドル部４５のピッチ角が急変化するとき、車両１００の速度は、急上昇し、その後、目標速度を超えた態様、すなわちオーバーシュートした態様を経て目標速度に至る。車両１００がこのように挙動することは、急加速の場合、減速状態を介して加速状態から定速状態へ推移することになるためである。また、ハンドル部４５を介した操作指令の生成タイミングと車両１００の実動作との間のタイムラグにも起因する。また、車両１００は、現在速度を指令速度に近付けるという制御系にて動作していることにも起因する。
【００３４】
図４に示した速度軌跡は、図５に示すようにも表現できる。図５に模式的に示すように、オーバーシュートは、減速時にも生じる。図５に示すように、時刻ｔ１−ｔ２間は、車両速度は、比例関数的／直線的に増加する。時刻ｔ２−ｔ３間は、車両速度は、目標速度を超え、そして、目標速度に戻る。時速ｔ３−ｔ４間は、車両速度は、一定速度に保たれている。時刻ｔ４−ｔ５間は、車両速度は、目標速度を超え、そして、目標速度に戻る。時刻ｔ５−ｔ６間は、車両速度は、略直線的に減少し、速度０の停止状態に至る付近では緩やかに減少する。
【００３５】
図６（ａ）は、図５の時刻ｔ１−ｔ２間付近の範囲Ｒ１０に対応した倒立二輪型車両の挙動を模式的に示す。図６（ｂ）は、図５の時刻ｔ２−ｔ３間付近の範囲Ｒ２０に対応した倒立二輪型車両の挙動を模式的に示す。図６（ｃ）は、図５の時刻ｔ４−ｔ５間付近の範囲Ｒ３０に対応した倒立二輪型車両の挙動を模式的に示す。図６（ｄ）は、図５の時刻ｔ５−ｔ６間付近の範囲Ｒ４０に対応した倒立二輪型車両の挙動を模式的に示す。
【００３６】
図６（ａ）に模式的に示すように急加速する際には、倒立二輪型車両は、停止状態から加速状態となり、ハンドル部４５は前方へ比較的大きく傾いた状態となる。車両及び搭乗者は、前方への加速力を持つことになる。図６（ｂ）に示すように目標速度に至る際には、車両１００は、加速状態→減速状態→定速状態と順に推移する。車両１００が加速状態から減速状態になる際、ハンドル部４５は後方へ引き戻される。図６（ｃ）に示すように急減速する際、車両１００の動作状態は、定速状態から減速状態へと推移する。車両１００が定速状態から減速状態になる際、ハンドル部４５は後方へ引き戻される。図６（ｄ）に示すように停止する際、車両１００の動作状態は、減速状態から停止状態へと推移する。車両１００が減速状態から停止状態になる際、ハンドル部４５は、後方へ引き戻されることはなく、前方への加速状態を維持しつつ、最終的に中立状態となる。
【００３７】
図６（ｂ）に示したように、車両１００が加速状態から定速状態へと推移するためには、加速状態から減速状態へ推移して、その後、所定速度に収束させることになる。加速状態が緩慢であれば、図４に示したように、加速状態から所定速度へ緩慢に推移することができる。しかし、急加速した場合、所定速度に収束させるためのブレが大きくなり、図４に示したように、速度がオーバーシュートした態様にて推移せざるを得ない。急加速状態から減速指示を入力するとき、車両１００を前方へ傾動した姿勢から後方へ傾動した姿勢に移行する際に、車両１００は倒立状態を維持しながら減速するため、車輪１１、１２が搭乗者を後方から前方へ追い越すために速度を上げる必要があることも要因の一つと考えられる。
【００３８】
本実施形態に係る車両１００は、ピッチ方向におけるハンドル部４５のピッチ角速度の増加に応じて制限値が低減される条件にて、当該車両１００の移動速度が制限値以上であるか否かを判定し、当該判定結果に応じて、倒立二輪型車両１００の搭乗者に対してハンドル部４５の急操作の是正を促すべく報知動作する。端的には、図９に模式的に示すように、ピッチ角速度の増加に応じて制限値が減少する条件にて、車両１００は、現在速度が制限値以上か否かを判定する。車両１００は、この判定結果に応じて、例えば、アラーム音を鳴らす。これにより、搭乗者に対して、ハンドル部４５を急操作するのではなく緩慢操作することを促すことができる。搭乗者によるハンドル部の急操作に起因して倒立二輪型車両が不自然に走行することの回避を搭乗者に促すことによって、搭乗者に対して倒立二輪型車両のより快適な乗車を提供することが可能となる。
【００３９】
以下、図７乃至図１１を参照して、車両１００の具体的な構成について説明する。
【００４０】
図７に示すように、倒立二輪型車両（駆動制御装置）は、センシング部７０、入力部７５、コントローラ８０、報知部９３、駆動系９５、駆動系９６、及びストレージ９７を有する。センシング部７０は、加速度検出部７０ａ、角速度検出部７０ｂ、回転量検出部７０ｃを有する。駆動系９５は、ドライバ９５ａ、モーター９５ｂを有する。駆動系９６は、ドライバ９６ａ、モーター９６ｂを有する。なお、車両１００の内蔵バッテリーから各機能部品へは電力供給されているものとする。報知部９３は、本実施形態では、警告音生成部として機能する。
【００４１】
センシング部７０に含まれる構成要素の各出力は、コントローラ８０に供給される。コントローラ８０の出力は、報知部９３、ドライバ９５ａ、ドライバ９６ａに個別に供給される。ドライバ９５ａの出力は、モーター９５ｂに接続される。ドライバ９６ａの出力は、モーター９６ｂに接続される。コントローラ８０とストレージ９７は、データ入出力可能に相互接続される。
【００４２】
加速度検出部７０ａは、一般的な加速度センサユニットであり、例えば、ハンドル部４５に設けられる。加速度センサユニットは、３軸方向の加速度を個別に検出する３つの加速度センサを含んで構成される。コントローラ８０は、加速度検出部７０ａの出力に基づいてハンドル部４５の傾斜角、旋回角等を算出する。なお、加速度検出部７０ａに対して個別に回路素子等を接続し、この回路素子によりハンドル部４５の傾斜角、旋回角等を算出させても良い。
【００４３】
角速度検出部７０ｂは、一般的な角速度センサ（ジャイロセンサと呼ばれることもある）であり、例えば、ハンドル部４５に設けられる。なお、加速度センサユニットと演算器を活用して角速度を算出しても良い。演算器は、加速度センサユニットの出力に基づいて、ピッチ方向のハンドル部４５の角速度を算出する。なお、任意の種類のジャイロスコープ等により、角速度検出部７０ｂを構成しても良い。
【００４４】
回転量検出部７０ｃは、各車輪１１、１２に対応づけて設けられたロータリーエンコーダ及び演算器を含んで構成される。演算器は、ロータリーエンコーダの出力に基づいて車輪の単位時間当たりの回転量を算出する。回転量検出部７０ｃに代えて、ベースユニット１０に対して加速度センサユニットを組み込み、この出力を活用して車両の速度を検出しても良い。ロータリーエンコーダの種類は任意であり、アブソリュート型であっても良い。
【００４５】
コントローラ８０は、加速度検出部７０ａから供給される加速度、角速度検出部７０ｂから供給される角速度、及び回転量検出部７０ｃから供給される単位時間当たりの回転量等に基づいて、駆動系９５、９６を個別に制御する。コントローラ８０は、ストレージ９７から読みだしたプログラムを実行するＣＰＵ（演算処理器）を含んで構成される。なお、駆動系９５は、車輪１１を駆動する機構である。駆動系９６は、車輪１２を駆動する機構である。
【００４６】
コントローラ８０は、図８に模式的に示すように、制限値算出部８２、速度算出部８４、及び判定部８６を含んで構成される。制限値算出部８２は、角速度検出部７０ｂの出力（ピッチ角速度）に基づいて制限値を算出する。速度算出部８４は、回転量検出部７０ｃの出力（回転量／単位時間）に基づいて現在の移動速度を算出する。判定部８６は、制限値算出部８２により算出された制限値と速度算出部８４により算出された速度値とを比較し、速度値が制限値に達したか否かを判定する。判定部８６は、速度値が制限値以上となったと判定したとき、報知部９３に対して報知動作の始動を指示する。
【００４７】
本実施形態では、制限値算出部８２により算出される制限値は、図９に示すように、ピック角速度の上昇に応じて減少する。これにより、ピッチ角速度が速い場合には、より低い速度にて上述の報知動作を作動させることが可能となる。これにより、図４乃至図６を参照して説明したようなオーバーシュートが生じることを回避するように搭乗者を促すことを効果的に遂行することが可能となる。
【００４８】
図１０を参照して車両１００の動作について補足的に説明する。なお、図１０に示すフローチャートは、ストレージ９７に格納されたプログラムにより記述される。コントローラ８０は、ストレージ９７に格納されたプログラムをリードし、これを実行する。これにより、図１０に示すフローチャートが示すステップが実行される。
【００４９】
車両１００は、走行状態にある（Ｓ１０１）。Ｓ１０１のとき、ピッチ角速度を算出する（Ｓ１０２）。具体的には、車両１００の角速度検出部７０ｂが作動する。次に、制限値を算出する（Ｓ１０３）。具体的には、制限値算出部８２は、図９に示す条件を規定するアルゴリズム／計算式を活用して、ピッチ角速度から制限値を算出する。
【００５０】
次に、制限値以上の速度に達したか否か判定する（Ｓ１０４）。具体的には、判定部８６は、制限値算出部８２により算出された制限値と速度算出部８４により算出された速度値とを比較する。速度値が制限値に達したとき、数秒間にわたりアラームを発生させる（Ｓ１０５）。具体的には、判定部８６は、報知部９３に対して報知動作の始動を指示する。報知部９３は、判定部８６からの報知動作の始動指示に応じて、数秒間だけアラームを鳴らす。これにより、搭乗者によるハンドル操作状況に応じて、搭乗者に対してハンドル操作を緩やかにするように的確に促すことが可能となる。
【００５１】
なお、図１１に示すように、コントローラ８０は、速度指令生成部８８ａ、実速度算出部８８ｂ、加算器８８ｃ、及び速度調整部８８ｄを含んで構成されると良い。速度指令生成部８８ａは、加速度検出部７０ａ、角速度検出部７０ｂの出力等に基づいて、目標となる速度を示す速度値を生成する。実速度算出部８８ｂは、回転量検出部７０ｃの出力に基づいて、現在の速度を示す速度値を生成する。加算器８８ｃは、速度指令生成部８８ａから供給された速度値から速度指令生成部８８ａから供給された速度値を減算する。速度調整部８８ｄは、加算器８８ｃから供給された速度値を算出処理等により値を調整する。速度調整部８８ｄの出力は、駆動系９５のドライバ９５ａに供給される。ドライバ９５ａは、調整された値の速度値に応じてモーター９５ｂを駆動する。モーター９５ｂにより生成された回転力は、車輪１１へ伝達し、車輪１１は回転する。なお、速度指令生成部８８ａは、旋回角に応じて目標速度を調整すると良い。これにより、各車輪１１、１２間で回転量の差が生じ、倒立二輪型車両の旋回が実現される。
【００５２】
実施の形態２
本実施形態では、実施の形態１とは異なり、車両１００は、制限値と現在速度に対応する速度値との差分を評価し、この差分に応じて異なる態様にて報知動作する。具体的には、車両１００は、現在速度が制限値を大きく超えたとき、大きな報知音等を生成する。車両１００は、現在速度が制限値を僅かに超えたとき、比較的小さな報知音等を生成する。このように両者の乖離の程度に応じて報知の程度を変化させることにより、制限値を基準とした現在の運転状態の評価状態を搭乗者に報知することが可能となり、搭乗者に対してより適切な運転を促すことが可能となる。
【００５３】
なお、本実施形態では、図１２に模式的に示すように、報知部９３は、音生成部９３ａ、点灯表示部９３ｂ、及び振動生成部９３ｃを含んで構成される。音生成部９３ａは、スピーカー及びこの駆動回路を含んで構成される。点灯表示部９３ｂは、ＬＥＤ(Light Emitting Diode)等の発光素子及びこの駆動回路を含んで構成される。振動生成部９３ｃは、振動子及びこの駆動回路を含んで構成される。なお、報知部９３の具体的な構成は任意であり、上述の具体例に限定されるべきものではない。
【００５４】
図１３に模式的に示すように、判定部８６は、現在速度に対応する速度値Ｐ１０と、ピッチ角速度から算出された制限速度との差分を算出する。図１４に模式的に示すように、判定部８６は、差分値の増加に応じて、報知部９３に対してより大きな音で報知動作することを指示する。なお、ある一定の差分量以上では、音量は増加しない。これにより、搭乗者に対して不要なストレスを与えることを抑制することができる。
【００５５】
図１５に模式的に示すように、現在速度に対応する速度値Ｐ１０と、ピッチ角速度から算出された制限速度とが一致する状態をＬ１とする。現在速度に対応する速度値Ｐ１０が、ピッチ角速度から算出された制限速度よりも差分Ｗ１だけ乖離している状態をＬ２とする。現在速度に対応する速度値Ｐ１０が、ピッチ角速度から算出された制限速度よりも差分Ｗ２だけ乖離している状態をＬ３とする。
【００５６】
図１６の表に示すように、各状態Ｌ１〜Ｌ３に応じて報知態様を変えると良い。状態Ｌ１は、レベル１に対応し、状態Ｌ２は、レベル２に対応し、状態３は、レベル３に対応する。レベル１のとき、音生成部９３ａは、所定期間（例えば、４〜６秒）に亘り、小音量の低音の警告音を鳴らす。点灯表示部９３ｂは、所定期間に亘り、遅い周期で黄色く点灯する。振動生成部９３ｃは、所定期間に亘り、遅い周期で小さく振動する。レベル３のとき、音生成部９３ａは、所定期間に亘り、大音量の高音の警告音を鳴らす。点灯表示部９３ｂは、所定期間に亘り、早い周期で赤色く点灯する。振動生成部９３ｃは、所定期間に亘り、早い周期で大きく振動する。
【００５７】
本実施形態では、現在速度に対応する速度値Ｐ１０とピッチ角速度から算出された制限値との乖離の程度が大きくなると、早い周期、かつ大きな程度にて報知動作する。これにより、状況に応じた的確な操作を搭乗者に促すことが可能となる。なお、報知手段に対して送風機構を組み込み、搭乗者に対する報知動作を送風の強弱により行っても良い。車両１００に対してタッチパネル搭載のディスプレーを実装する場合には、このディスプレーを報知手段として用いても良い。
【００５８】
実施の形態３
本実施形態では、上述の実施の形態とは異なり、車両１００の現在速度が制限値未満であったとしても、ピッチ角速度が閾値ｔｈ１以上となったとき事前警告のために報知動作する。これにより、現在速度に対応する速度値が制限値に達する前にハンドルの急操作を改めるように搭乗者に促すことが可能となる。これにより、搭乗者に対してより的確な操作を促すことが可能となる。更に、図１８に模式的に示すように、車両１００は、現在速度の増加に応じて、閾値ｔｈ１の値を減少させても良い。これにより、高速移動時には、より早い事前警告をすることができることになる。
【００５９】
図１７に示すように、閾値ｔｈ１は、ピッチ角速度の増加に応じて制限値が減少する開始点に対応づけて設定されている。閾値ｔｈ１と制限値の傾斜軌跡とにより三角形状の警告領域が設定される。車両１００の現在速度が当該警告領域内に含まれる場合、車両１００は、例えば、上述の実施形態の報知動作の１／２の程度で報知動作する。これにより、搭乗者は、警告が通知されるような運転状態であることを事前把握することができ、自身の操縦態様を早期に是正することができる。なお、１／２の程度で報知動作するとは、例えば、音量が半減した条件で報知動作することを意味する。事前警告と本警告との間で報知態様が異なれば良く、強弱を逆転させても良い。閾値ｔｈ１の設定方法は任意であり、他の所定値としても良い。
【００６０】
ピッチ角速度が閾値ｔｈ１以上であるか否かの判定は、コントローラ８０（判定部８６）により実行されるものとする。閾値ｔｈ１は、ストレージ９７に格納し、コントローラ８０により読みだされる。
【００６１】
図１８に示すように、車両１００の速度増加により、閾値ｔｈ１を減少させる。これにより、図１７に示した閾値ｔｈ１が紙面左側へ推移することになる。より遅いピッチ角速度にて閾値ｔｈ１を超えることとなり、より早い段階で事前警告することができる。なお、図１８に示す場合には、図１９に示すようなブロック構成（アルゴリズム）を採用すると良い。速度算出部８４により、現在速度に対応した速度値が算出される。閾値算出部８８は、図１８のようにグラフ化される関数に対して、算出された速度値を代入し、閾値ｔｈ１を求める。判定部８６は、算出された閾値ｔｈ１と算出したピッチ角速度とを比較する。ピッチ角速度が閾値ｔｈ１以上のとき、判定部８６は、事前警告としての報知動作を報知部９３に指示する。
【００６２】
なお、本発明は、上述の実施の形態に限られたものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。例えば、倒立二輪型車両の具体的な構成、搭乗方法等は任意である。
【符号の説明】
【００６３】
１００    倒立二輪型車両
１０    ベースユニット
１１、１２    車輪
１３、１４    フットプレート
１５    格納部
２０    平行リンク機構
４５    ハンドル部
４６    グリップ部
５６、６６    バネ
７０    センシング部
７０ａ    加速度検出部
７０ｂ    角速度検出部
７０ｃ    回転量検出部
８０    コントローラ
８２    制限値算出部
８４    速度算出部
８６    判定部
９３    報知部
９３ａ    音生成部
９３ｂ    点灯表示部
９３ｃ    振動生成部
９５、９６    駆動系
９７    ストレージ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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